摘要：目前我国经济和信息技术发展十分快速，水利工程是我国建筑业的重要组成部分，也是我国社会经济发展的重要支柱。尤其在洪涝灾害频发的时期，水利工程发挥了的作用有目共睹。近年来，随着我国施工技术水平的不断提升，相关工艺技术的不断改进和优化，水利工程建设项目也逐渐呈现出了蓬勃的发展态势。但由于水利工程具有工程规模大、施工技术复杂、操作空间有限、受地质条件影响巨大等因素，导致水利工程的发展一直面临着重重挑战。新技术的引用和施工模式的优化和改革对于水利工程建设而言势在必行。
关键词：水利工程；BIM技术；应用
引言
近年来，随着国民经济水平的不断提升，建筑行业的发展也是如火如荼，水利工程作为工程建设行业的一个重要组成部分，也呈现出迅猛的发展态势。但由于工程规模庞大、建筑结构复杂，水利建筑工程面临着巨大的考验。BIM技术的出现给水利工程的高质高效提供了更加可靠的担保。但由于国内BIM技术发展环境不佳、相关制度缺失等问题，导致BIM技术在水利工程中的应用频频受阻。本文将以我国BIM技术在水利工程中的发展现状为基础，分析其推广的主要障碍，以期从实践角度提出相关解决对策和建议。
1 BIM技术概述
BIM是以模型为基础的信息化管理技术工具，将建筑工程项目中相关的数据信息作为基础，对三维建筑模型进行管理，同时也可通过数字信息仿真的方式对建筑物所有真实信息进行模拟。在建筑工程管理领域，BIM技术的应用的实现了项目参建各方的集成，共享同一建筑信息模型，在建筑管理精细化、信息化转型方面发挥着非常重要的作用。在水利工程建设领域中，BIM建筑信息模型能够以简单动画的方式演示复杂系统的实例工程施工过程，以图形表达由仿真系统所生成的相关数据信息，并以此作为现场施工管理的依据。通过电子成型技术与数据信息技术的有机结合，使水利工程施工现场原本抽象的平面图像以可视化、立体化的方式展现在现场管理人员面前，同时支持对空间位置、地理坐标数据的直接标注，对所采集现场施工以及进度数据进行加工整理后反应在三维图像中，对于提高现场管理工作的针对性水平有重要价值。换言之，BIM技术在水利工程管理专业中的应用实现了数字技术与地理信息系统、建筑、工程、虚拟成像等相关技术学科的有机整合，可以通过模拟施工现场的方式及时发现水利工程建设中存在的隐患、问题，将工程设计方案与现场施工管理相结合，提高现场管理的时效性水平。
2 BIM技术水利工程中的应用
2.1数字地形模型
数字地形模型是整个水利工程BIM模型的核心所在，实现了对所有施工场所以及施工现场相关建筑物的集中整合，通过不规则三角网格的方式使分散地形点尽可能逼近，以更为准确的描述现场地形表面特征，将水利工程施工现场在地形上的起伏变化充分描述出来。
2.2地形动态填挖模型
在水利工程施工现场针对地形填挖进行动态管理的过程中，现场管理人员首先可以借助于BIM技术对开挖边坡以及渣料场大坝底面所对应填挖曲面进行设计，通过放坡的方式将设计曲面下放至原始地形曲面中，得到两曲面的相交线，沿该相交线以上切的方式对曲面所含区域进行开挖，多余填挖的边坡则直接切除。以上通过对BIM模型的合理应用，指导地形填挖过程，能够使原始曲面与挖填设计曲面充分结合，提高现场施工质量。
2.3混凝土坝动态实体模型
在水利工程现场施工中，随着时间推移，混凝土坝会产生一定变化。现场管理人员为加强对混凝土坝的动态化管理水平，可以借助于BIM技术对所构建三维信息模型进行划分，形成多个浇筑块，并确保在施工设备、施工方量以及施工时间上的相关性关系。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如，现场管理人员可以基于对CAD实体建模技术的应用，按照设计图纸对混凝土坝段进行划分，确定各个区域的空间形体信息，将CAD实体建模与BIM相结合，生成三维实体单元，通过并补、剖切、缩放等一系列操作，生成各个区域对应的实体模型，最后通过整合的方式生成可反应水利工程施工现场混凝土坝实际情况的完整实体模型。
2.4土石坝实体模型
在水利工程中，土石坝坝体底面属于非规则性曲面，工作人员可以借助于BIM技术下的Rhino功能进行三维实体建模，以结构形式、结构功能或建筑材料为依据进行分区，通过布尔运算的方式绘制相应实体模型，并根据土石坝填筑材料的使用进度以及供给计划进行填筑层的划分，将两者经结合后形成完整的土石坝仿真实体模型。
2.5工地现况建模
执行团队以 BIM 模型为作业基础，为水利工程项目发展出应对目前工地现有条件下之 3D 模型的过程，包括工地地理环境、周遭状况、工地上的设施设备、或含有设施设备的空间区域。此模型可以用多种方式发展，主要取决于当下的需求，以及对未来营运的附加价值。在某水库三维项目图中，项目成果不仅有水库工程完整的三维数字信息模型，利用模型剖切的全套的设计图纸，还有对二维设计的项目优化报告。通过三维协同设计与二维设计的对比，三维设计的优点突显。在可研阶段二维设计成果受限于手段和工具，在工程布置方面无法如三维设计一样进行场地模型的开挖，在几个重要建筑物进口的布置上经过开挖模型的组合，发现泄洪建筑物与输水建筑物进出口的布置相互影响比较大，进行了优化，既使工程布置合理、又节省了开挖工程量，这是在二维设计中很难发现的。其次在工程量计算方面，利用三维设计的数字模型可以非常快速精确的计算工程量，与二维设计有差异的地方经过详细核实，最终还是采用了三维设计的计算结果。
3 BIM在水利工程中推广应用的建议
3.1政策环境方面
作为建筑行业的一个新生事物，BIM技术的推广首先需要相应的制度政策予以支撑。通过帮助工程技术人员调整传统设计思维，使其认识到BIM的实践价值和效果，从而让BIM的工作原理和设计理念真正得到相关工作人员的认可。因此，政府可以结合发达国家的发展经验，制定出适合我国水利工程发展实际的BIM应用标准，并通过水利工程实际案例、BIM项目案例，制定行业规范和涉及规章。通过试点推行的方式，让BIM在水利工程项目中逐渐被认识起来，进而让整个行业中的人都了真正开始自愿了解BIM、使用BIM，实现推动创新技术使用的作用。
3.2技术环境方面
针对国外引进BIM技术软件的问题，国内相关行业技术人员应该加强对BIM的认识，通过对引入软件的改造以及自己开发的方式，设计出适合我国本土水利工程项目的BIM系统，让施工技术人员在施工环节更加得心应手。此外，相关部门也需对技术开发工作加以鼓励，从而提升我国自主研发BIM软件品牌的积极性。借鉴国外“化整为零”的思路，将我国水利工程项目都以“化整为零”的路线加以设计，使得该软件对于配套基础设备的要求逐渐降低，让BIM技术的使用得到广泛普及。
结语
BIM技术在水利工程项目中的使用障碍予以清除，以实现水利工程项目的现代化和创新化发展，为BIM提供更为宽广的发展空间。相信BIM技术未来一定能够为水利工程的发展开辟更为广阔的疆土，为建筑行业的智能化和信息化发展推波助澜。
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论文作者:张仰保
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/21
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